Введение в ботанику. Растение как организм

Введение

Задумайся: всё, что ты ешь, почти всё, чем ты дышишь, и многое из того, во что одет, — создано растениями. Ботаника — наука, изучающая растения, — одна из древнейших областей биологии. Ещё в Древней Греции Теофраст систематизировал знания о растениях и описал более 500 видов. С тех пор учёные выявили около 400 000 видов растений, и работа ещё не закончена.

Ботаника — раздел биологии, изучающий строение, жизнедеятельность, систематику, экологию и географическое распространение растений.

Почему растения выделяют в отдельное царство живой природы? Потому что они обладают уникальным сочетанием признаков, которые не встречаются у животных, грибов или бактерий одновременно.

Главные признаки растений

Все растения объединяют несколько ключевых свойств. Первое и самое важное — автотрофность: растения сами синтезируют органические вещества из углекислого газа и воды за счёт солнечной энергии. Этот процесс — фотосинтез — возможен благодаря хлорофиллу, зелёному пигменту, содержащемуся в хлоропластах.

Автотрофы — организмы, которые сами создают органические вещества из неорганических. Растения — автотрофы; животные — гетеротрофы (питаются готовой органикой).

Второй признак — клеточная стенка из целлюлозы. Каждая растительная клетка окружена жёсткой оболочкой, которая придаёт ей форму и защищает. Именно поэтому растения не двигаются так, как животные: стенки фиксируют клетки на месте.

Третий признак — вакуоли. В зрелых клетках растений есть крупная центральная вакуоль, заполненная клеточным соком. Она создаёт тургорное давление — «упругость» клетки. Когда воды не хватает, тургор падает, и растение вянет.

Срезанный цветок в вазе стоит прямо, пока в стебле достаточно воды — тургор поддерживает форму клеток. Вынь его из воды, и уже через несколько часов стебель поникнет: тургорное давление упало.

Четвёртый признак — прикреплённый образ жизни. Растениям не нужно охотиться: они «ловят» свет и поглощают воду с минеральными солями из почвы корнями. Поэтому двигательная активность им не нужна — именно это привело к тому, что у них нет нервной системы и органов чувств в обычном понимании.

Органы растения

Высшие растения состоят из органов. Орган — это часть тела, имеющая определённое строение и выполняющая конкретные функции.

Орган растения — обособленная часть тела с определённой формой, строением и функциями. Органы делятся на вегетативные (обеспечивают жизнь организма) и генеративные (обеспечивают размножение).

Вегетативные органы:

• Корень — закрепляет растение в почве, поглощает воду и минеральные соли.
• Побег = стебель + листья + почки. Стебель проводит вещества и несёт листья; листья осуществляют фотосинтез и газообмен; почки — зачатки новых побегов.

Генеративные органы (у цветковых растений):

• Цветок — орган полового размножения.
• Плод с семенами — развивается из цветка после опыления, обеспечивает распространение и прорастание новых растений.

Органы растения: Вегетативные: - Корень - Побег: - Стебель - Лист - Почка Генеративные (у цветковых): - Цветок - Плод - Семя

Разнообразие царства Растений

Царство Растений (Plantae) делится на несколько крупных групп. Главное различие между ними — способ размножения и наличие проводящей системы.

Царство Растений: Низшие растения (нет тканей): - Водоросли (зелёные, бурые, красные) Высшие растения (есть ткани и органы): Споровые (размножаются спорами): - Моховидные - Папоротниковидные - Хвощевидные - Плауновидные Семенные (размножаются семенами): - Голосеменные (шишки без плода) - Покрытосеменные = Цветковые (семя в плоде)

Покрытосеменные — самая многочисленная и молодая (в эволюционном смысле) группа: около 250 000 видов. Именно они захватили большинство наземных экосистем, потому что цветок привлекает опылителей, а плод защищает семя и помогает его распространять.

name: Подсолнечник однолетний latin: Helianthus annuus classification: kingdom: Растения division: Покрытосеменные class: Двудольные order: Астроцветные habitat: Поля, степи, огороды features:

• Стебель до 3 м, прямой
• Соцветие — корзинка (не один цветок!)
• Семена богаты маслом
• Молодые цветки поворачиваются за солнцем (гелиотропизм)

Клеточное строение растений

Все растения — многоклеточные (за исключением одноклеточных водорослей). Растительная клетка устроена сложнее, чем клетка бактерии: у неё есть оформленное ядро с ДНК, митохондрии, а главное — хлоропласты.

object: Клетка листа элодеи magnification: 400× visible:

• Клеточная стенка (прозрачная, чёткий контур)
• Хлоропласты (зелёные овальные тельца, движутся по цитоплазме)
• Центральная вакуоль (большое светлое пространство)
• Ядро (округлое, у стенки клетки) note: Хлоропласты в живой клетке перемещаются — это циклоз (ток цитоплазмы).

Почему в клетке есть и митохондрии, и хлоропласты? Потому что у растения два противоположных процесса: фотосинтез (в хлоропластах, идёт на свету) и дыхание (в митохондриях, идёт постоянно). Фотосинтез производит органику и кислород, дыхание её «сжигает» с выделением энергии. Растение — и фабрика, и потребитель.

Растения дышат так же, как животные! Они поглощают кислород и выделяют углекислый газ круглосуточно. Фотосинтез идёт только на свету и выделяет кислорода больше, чем растение потребляет при дыхании, — поэтому в сумме растения обогащают воздух кислородом. Но в полной темноте они только потребляют его.

Заключение

Растения — фундамент биосферы. Они производят кислород, которым дышат почти все живые существа, и органические вещества, которые служат пищей для всех гетеротрофов. Понимание строения растения как организма — ключ к дальнейшему изучению биологии: каждый орган, каждая ткань, каждая клетка имеют свою логику, объяснённую эволюцией. Именно с этой логики начинается настоящая ботаника.